Насколько коротка одна секунда? Продолжительность секунды может быть определена как одна 86 400th о 24-часовом рабочем дне. Скоростной поезд, движущийся со скоростью 300 км в час, может преодолеть расстояние в 83 метра за одну секунду. В среднем моргание человека длится 0,3 секунды, что позволяет сделать три моргания в течение одной секунды. Совместная группа исследователей из POSTECH предложила метод синтеза соединения на основе фтора с помощью быстрой реакции смешивания газообразного компонента с жидкостью, которая занимает менее одной секунды.
Исследовательская группа, возглавляемая профессорами Донг-Пе Кимом и Чжон Ун Чжу (факультет химической инженерии POSTECH), а также профессорами Хиджин Ким и Хен-Джеа Ли (в настоящее время исследователь в Samsung Advanced Institute of Technology) с химического факультета Корейского университета успешно разработала новый метод получения синтез трифторметильного промежуточного продукта (-CF3) из фтороформа (CHF3). Это предполагает использование специального реактора, способного обеспечить сверхбыстрое смешивание газа и жидкости. Этот метод открывает многообещающие перспективы для синтеза новых лекарственных средств на основе фтора. Исследование было опубликовано в Связь с природой.
Фтор не встречается в природе в чистом виде, а существует исключительно в виде различных химических соединений. Фторид натрия, соединение, содержащее фтор, используется в качестве ингредиента зубной пасты благодаря его способности покрывать зубы и предотвращать кариес. Недавние исследования высветили потенциал молекул синтетических лекарственных средств, содержащих фтор, поскольку они обладают высокой проницаемостью для клеточных мембран пораженных тканей и проявляют сильное сродство к связыванию с белками. Следовательно, растет интерес к разработке лекарственных средств, содержащих фтор.
Существует несколько подходов к синтезу трифторметила, но наиболее экономичный метод включает замену атома водорода из фтороформа, простого предшественника, другим элементом или функциональной группой. Однако газообразный фтороформ летуч, что затрудняет его смешивание с жидкостями и обладает низкой реакционной способностью. Более того, он мгновенно разлагается, требуя добавления вещества, способного вступать с ним в реакцию. К сожалению, этот процесс может привести к непреднамеренным химическим реакциям, которые приводят к низкому выходу трифторметила.
Чтобы решить проблему синтеза трифторметила из фтороформа, исследовательская группа разработала новый газожидкостный реактор с зигзагообразным каналом и высокопроницаемыми непористыми мембранами, расположенными между верхним и нижним каналами. Такая конфигурация позволяла закручивать и смешивать супераоснову, жидкость, используемую для дегидрирования, и газообразный фтороформ внутри реактора. Разбив пузырьки фтороформа на более мелкие кусочки, чтобы увеличить площадь контакта между газом и жидкостью, команда смогла эффективно получить трифторметиланион (CF3-). В отличие от традиционных подходов, они эффективно производили промежуточный продукт из фторида, не требуя стабилизаторов или добавок.
Исследовательская группа синтезировала соединение на основе фтора, немедленно добавив соединение, которое вступит в реакцию с промежуточным фторид-анионом. Весь процесс, который включал получение промежуточного соединения аниона фтора из фтороформа, происходил в течение секунды. Команда максимально увеличила образование трифторметиланиона, который, как известно, недолговечен, и быстро ускорила последующую реакцию до разложения промежуточного продукта. Этот метод позволил повысить выход соединений на основе фторида и внедрил надежную технологию синтеза лекарственных средств на основе фтора.
Результаты исследования имеют важное значение для промышленного применения в экономически эффективном синтезе фторидных соединений, делая их более практичными, а также внося значительный вклад в исследования нескольких нестабильных промежуточных продуктов.
Исследование было проведено при поддержке Национального исследовательского фонда Кореи.
Комментарии